REPRODUCCIÓN DE LAS MALEZAS Y SU RESPUESTA A

FUMIGANTES DE SUELO ALTERNATIVOS AL BROMURO

DE METILO

Juan Ormeño Núñez

Ingeniero Agrónomo Ph.D. Investigador INIA-La Platina

Santiago, 31 Agosto 2006

Definición. Las malezas o malas hierbas son plantas que emergen de manera espontánea y que luego interfieren, negativamente, con alguna actividad humana.

1. INTRODUCCIÓN

En el suelo permanecen los propágulos de malezas encargados de invadir sucesivamente los cultivos año a año: semillas y estructuras vegetativas especializadas.

Objetivos. Consideraciones sobre la biología de las semillas y estructuras vegetativas de las malezas y su relación con la aplicación y control con gases en el suelo.

En un sentido más específico, las malezas agrícolas son aquellas especies que interfieren negativamente con las actividades agropecuarias realizadas por el hombre.

Malezas y Agricultura. Las malezas y los cultivos ocupan el mismo nicho agroecológico o también llamado

agroecosistema

PLANTAS SILVESTRES CULTIVOS

MALEZAS

AGRICULTURA

REPRODUCCIÓN

VÍA SEMILLAS o SEXUAL

VEGETATIVA o ASEXUAL

REPRODUCCION DE MALEZAS 2. REPRODUCCIÓN DE LAS MALEZAS

Una de las principales características de una maleza es que ellas producen grandes cantidades de semillas.

Desde el punto de vista evolutivo, la cantidad de semillas producidas (tasa reproductiva o “r”) es el factor más importante para asegurar la persistencia de la especie y su habilidad para reinfestar los suelos.

MALEZAS PRODUCEN GRANDES CANTIDADES DE SEMILLAS.

ALTO POTENCIAL REPRODUCTIVO DE LAS MALEZAS LES CONFIERE UNA MAYOR HABILIDAD DE COMPETENCIA.

REPRODUCCION VÍA SEMILLAS

Planta tipo “K” o alta resistencia a estrés y daño mecánico

Planta tipo “r” o alta tasa reproductiva (semillas)

Estrategias reproductivas de las plantas

Las plantas de ciclo corto son todas de tipo “r”, es decir la gran mayoría de la energía que sintetizan la utilizan para producir una las semillas gastando un mínimo en sobrevivir bajo condiciones desfavorables.

Número de semillas por planta producidas por especies de malezas en competencia. Adaptado de King (1966)

MULTIPLICACIÓN DE SEMILLAS

La producción de semillas permite a las plantas la:

(1) MULTIPLICACIÓN, (2) DISPERSIÓN Y

(3) PERPETUACIÓN

1.000Rumex15.000Stellaria

200/cTaraxacum150.000Orobanche

500Malva10.000Portulaca

160Raphanus5.000Anthemis

550Convolvulus4.000Amaranthus

500Avena20.000Chenopodium

Número de semillas encontradas en diferentes hábitats(semillas/m2). Adaptado de Cook (1980)

200 - 3.300Bosques

2.000 - 17.000Praderas naturales menos intervenidas

9.000 - 54.000Praderas Naturales

34.000 - 75.000Suelo Cultivable

Semillas/m2Hábitat

Los suelos cultivables poseen mayores cantidades de semillas que los que son menos cultivados: mientras más disturbado (roturado por las actividades agrícolas) sea el suelo, mayor es la importancia de las especies invasoras.

Viento: Algunas semillas de malezas tienen características especiales que les facilita su diseminación como estructuras que semejan paracaídas, cubiertas algodonosas que hacen que la semilla flote en el viento.

DISPERSIÓN DE SEMILLAS

Las semillas en la naturaleza no están diseñadas para se muevan por si solas, y para dispersarse basta con caer al suelo por gravedad.

Medios de transporte indirectos.La mayor forma de diseminación de las malezas es mezclada con las semillas de cultivos, concentrados para la alimentación de los animales y en el heno o paja.

Animales.Los animales, incluyendo al hombre, son responsables del transporte de muchas semillas. Si se trata del hombre, las puede llevar adheridas a sus zapatos, en la ropa, y los animales en la lana, en el tubo digestivo, etc.

Maquinarias. Las maquinarias pueden transportar semillas de malezas, rizomas, estolones, etc. Transporte de tierra o barro, que generalmente contienen semillas de malezas (plántulas de árboles frutales). Los equipos de cultivo, pueden desenterrar, y/o cortar rizomas, estolones y otros tallos, desparramando estos en otros sitios donde se producirá una nueva infestación.

Agua: Las semillas de malezas se mueven a través de aguas de regadío siendo un factor importante en agricultura bajo riego. Sin embargo, la principal fuente de infestación es la producción de semillas in situ es decir, en el mismo predio.

El principal agente dispersador de semillas es el hombrey las actividades que él realiza. Por lo tanto la mejor forma de control para evitar dispersar la semillas de malezas es que nosotros tomemos conciencia de lo que significa que una planta de maleza, cualquiera, produzca una generación de semillas en una temporada determinada.

PERPETUACIÓN DE SEMILLAS

Las semillas de malezas pueden permanecer vivas en el suelo por muchos años, incluso siglos.

Todas las semillas están capacitadas para permanecer vivas en el suelo por muchos ciclos de crecimiento o temporadas. Unas más que otras, pero todas van a tender a dejar una parte de la población en formadormante para que germinen al largo plazo.

La principal factor que condiciona la dormancia de las semillas de malezas en el suelo es la presencia de una cubierta (testa) dura e impermeable.

La curva sobrevivencia en el suelo se caracteriza por un período más o menos estable durante el primer tercio y en el último tercio comienza una rápida caída del número de individuos

0

20

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100

Tiempo

% de Sobrevivientes

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Tiempo

% de Sobrevivientes

Figura 3. Senescencia vs Predación de Semillas

------ % sobreviviencia in vitro____ % sobreviviencia suelo

Adaptado de Cook (1980)

Longevidad de semillas en el suelo (años) y tasas de decaimiento(senectud) de diferentes especies de malezas. Adaptado de King (1966)

0.34058Senecio vulgaris

0.24435Capsella bursa-pastoris

0.252600Stellaria media

0.23768Poa annua

0.156400Polygonum aviculare

0.1051.700Chenopodium album

Decaimiento (g)AñosEspecie Maleza

EMERGENCIA DE MALEZAS

Cualquier observador del campo se da cuenta que cada vez que se prepara el suelo con maquinaria se destruye e incorpora toda la vegetación existente y que luego viene una nueva generaciónde malezas y esto se repite una y otra vez.

EFECTO DE LA PROFUNDIDAD DEL SUELO

Emergencia de semillas a profundidades de suelo determinadas como óptima y máxima para distintas especies de malezas

2,01,0Quilloi-quilloiStellaria media

3,0 - 7,00,5 - 2,5Pega-pegaSetaria sp.

4,01,0Pata de gallinaDigitaria sanguinalis

5,01,0QuinhuillaChenopodium album

2,00,5Bolsita del PastorCapsella bursa pastoris

17,52,5AvenillaAvena fatua

10,00,5Cizaña púrpuraAgrostemma githago

Máximo (cm)Optimo (cm)Nombre ComúnEspecie de Maleza

LA MAYOR PROPORCIÓN DE MALEZAS EMERGE DE LOS PRIMEROS 15 CM DEL SUELO

Emergencia semillas a diferentes profundidades

0

100

200

300

400

5 cm 15 cm 30 cm

Plán

tula

s/m

2 Sincubrimiento

CubrimientoParcial

Cubierto sinluz

Emergencia semillas a diferentes profundidades

0

100

200

300

400

5 cm 15 cm 30 cm

Plán

tula

s/m

2 Sincubrimiento

CubrimientoParcial

Cubierto sinluz

Adaptado de Wesson & Waring (1969)

Efecto de la luz sobre la emergencia de plántulas

Caída de semillas

Banco de SemillasLatentes yDormantes

Muerte

Germinación

Predación

Predación

Senescencia

Semillas activas

Flujo de semillas en el suelo o Concepto de Banco de Semilla. Adaptado de Harper (1977)

Banco de semillas de malezas

El manejo del rastrojo - malezas como fuente de contaminación durante el próximo cultivo

Todas las malezas perennes, herbáceas y leñosas así como bianuales e incluso algunas anuales –las menos eso sí - tienen la capacidad de reproducirse por medio de semillas y también rebrotar a partir de yemas adventicias (auxiliares o secundarias) vegetativamente a través de estructuras especiales llamadas propágulos vegetativos.

Modificaciones Estructurales

De Plantas

Modificaciones Estructurales

De PlantasRAÍCESRAÍCES

TALLOSTALLOS

REPRODUCCIÓN VEGETATIVA DE MALEZAS

A menudo las partes vegetativas son desenterrados y partidos por las maquinarias agrícolas utilizadas corrientemente por los productores agrícolas y donde quiera que lleguen estos trozos se producirá una nueva infestación a partir de trozos de la planta madre.

Modiola carolinianaPila pila

P+++Cyperus esculentum; C. rotundusChufa CYPERÁCEAS

P++Pennisetum candestinumKikuyoP+++Paspalum distichumChépicaP+++Cynodon paspalodesPasto bermudaP+++Sorghum halepenseMaicillo

GRAMÍNEASP++Equisetum spp.Hierba del plateroI+++Malva nicaensisMalvaP++Modiola carolinianaPila pilaP+++Bidens aureaHierba del téI++Taraxacum officinaleDiente de leónP+++Convolvulus arvensisCorrehuelaIP++Picris echiodesBuglosa

I++Cichorium intybusAchicoriaHOJA ANCHA

EMERGENCIAFRECUENCIANOMBRE BOTÁNICONOMBRE COMÚN

Frecuencia * = poco frecuente; ** = frecuente; *** = muy frecuente Emergencia I = Invierno/otoño; P = Primavera/verano

Principales especies de malezas PERENNES de la zona central de Chile. Adaptado de Ormeño, 2005

Rizomas. Modificaciones de tallos de hábito subterráneo. Poseen entrenudos claramente visibles y en la zona de los nudos se alojan varias yemas adventicias generalmente protegidas por gruesas brácteas (hojas modificadas), las que originan nuevas plantas dentro de una misma temporada o en las siguientes. Ejemplos. Maicillo; Pasto bermuda; Hierba del té; Chépica gigante; Kikuyo.

MODIFICACIONES DE TALLOS

Sorghum halepense (L.) Beauv.

Bulbos. Yemas adventicias modificadas subterráneas y que se estructuran en un tallo comprimido y hojas suculentas en forma de brácteas que sirven de reservorio de carbohidratos. Engrosamiento de las raíces que se ubica de manera superficial y que dan origen a nuevas plantas durante una misma temporada de crecimiento o bien luego de un receso invernal.

Ejemplos chufa amarilla y la chufa roja o coquillo (Cyperus) y Pasto ajo (Allium)

Bulbos basales de chufa: Cyperus esculentum L.

Tubérculos:Modificaciones de tallos que corresponden a secciones engrosadas en la parte terminal de los rizomas. Estructuras que poseen gran capacidad de acumulación de carbohidratos y alta resistencia con alto potencial de regenerar una nueva planta, por lo general después de una temporadaEjemplos de malezas son Chufa o coquillo (Cyperus); Papilla ( Pitraea)

Estolones. Modificaciones de tallos, similares a los rizomas, pero de hábito superficial y sirven para generar nuevas plántulas durante la temporada. Estructuras elongadas que crecen en forma rastrera y que producen raíces adventicias en el sector de contacto con el suelo y nuevos brotes en el sector opuesto.

Ejemplos. Pila Pila(Modiola); Chépicagigante (Paspalum); Pasto bermuda (Cynodon); Pasto Kikuyo (Pennisetum)

Raíz pivotante.Raíz engrosada de tipo profundizadora, capaz de regenerar nuevas plantas a partir de brotes de las numerosas yemas adventicias que están ubicadas en la base del cuello o coronade la planta.

Ejemplos. Achicoria (Cichorium); Diente de león ( Taraxacum); Malva ( Malva); Galega(Galega); Siete venas (Plantago); Lechiguilla(Lactuca), entre otras.

MODIFICACIONES DE RAÍCES

Yemas radicales:Muchas especies producen raíces de crecimiento horizontal que a partir de yemas adventicias ubicadas en forma aleatoria, dan origen a nuevos brotes. Engrosamientos de raíces más o menos profundas, por su extensión y estructura se asemejan a un rizoma. Dan origen a nuevas plantas tanto en la misma temporada como en las siguientes.

Correhuela (Convolvulus) y la breaPéril (Pluchea) son típicos ejemplos de malezas con esta forma de reproducción vegetativa.

Otras perennes como zarzamora (Rubus) además de reproducirse por yemas en la base de los tallos, también producen nuevos brotes a partir de yemas cercanas al ápice de las ramas. Por otro lado, muchas otras herbáceas anuales tienen el potencial de reproducirse a partir de fragmentos de raíces y tallos e incluso de hojas como es el caso deVerdolaga (Portulaca), Quilloi-quilloi (Stellaria) y Verónica (Veronica)

Principales adaptaciones Bio-Ecológicas de las

malezas perennes

Como especies colonizadoras e invasoras, todas las especies de malezas, sin excepción poseen una alta producción de Propágulos ya sea en forma de Semillas altamente dormantes con latencias muy bien adaptadas las condiciones ambientales predominantes en cada nicho así como de numerosas estructuras vegetativas o propágulos vegetativosproducto de modificaciones de tallos y raíces.

Tipo de Profundidad ImportanciaNombre propágulo del propágulo reproducciónComún vegetativo en el suelo por semillas

MALEZAS NO INVASIVAS

1. Achicoria raíz pivotante media media2. Lechugilla raíz pivotante media alta3. Buglosa raíz pivotante superficial alta4. Diente de león raíz pivotante superficial alta5. Galega raíz pivotante media alta6. Malva raíz pivotante media alta7. Siete venas raíz pivotante superficial alta8. Romaza raíz pivotante medio alta

MALEZAS INVASIVAS

9. Falso té rizoma media media10. Peril yemas radicales profunda alta11. Correhuela yemas radicales profunda alta12. Pila-Pila estolón superficial media13. Papilla rizoma/tubérculo medio alta14. Pasto bermuda rizoma/estolón superf./medio baja15. Chépica rizoma/estolón superf./medio baja16. Kikuyo rizoma/estolón superf./medio baja*17. Maicillo rizoma medio alta18. Chufa rizoma/tubérculo superf./medio baja19. Hierba del platero rizoma medio baja**

Adaptado de Ormeño (2005).

Los propágulos vegetativos sirven para crear Biotipos altamente adaptados y que se ajustan sin variación a las condiciones de cada situación.

RESPUESTA DE LAS MALEZAS AL BROMURO DE METILO

El bromuro de metilo (BrMe) es un biocida, es decir mata toda célula viva inhibiendo o bloqueando sus procesos respiratorios. Aplicado al suelo, son las semillas de malezas las más afectadas por los gases del fumigante, y el grado de respuesta dependerá de las cantidades que lleguen al embrión de las semillas o propágulos vegetativos.

El BrMe aplicado solo o en mezcla con distintas fracciones de cloropicrina (CP) y en conjunto con mulch de plástico, ha sido empleado exitosamente para el control de malezas.

La mezcla BrME más CP, tiene la ventaja de utilizar menores dosis de Bromuro, así como facilitar su aplicación en un suelo mullido, lográndose buenos resultados en el control de nematodos, enfermedades, insectos y malezas más que ningún otro fumigante de suelo.

Alternativas para el uso de este fumigante: metam sodio, ethoprop y metalaxyl, así como métodos menos polutos como son el vapor de agua, solarización, los cultivos en cobertera y las rotaciones de cultivos.

Ninguno de ellos ha probado ser tan eficaz y de amplio espectro como el BrM + CP.

En general los mejores resultados se obtienen con cultivos anuales y con mezclas de varios métodos, por ejemplo: cubiertas vegetales de gramíneas, como avena, sorgo o centeno, junto con solarización o bien con fumigación complementaria

Las malezas provenientes de semillas, en especial las de tamaño reducido, son controladas efectivamente con los métodos alternativos al Bromuro de metilo.

Sin embargo hay malezas que tienden a escaparse, ya sea porque poseen testas más gruesas, o como las perennes que además de semillas se reproducen por propágulosvegetativos: maicillo, chufa, correhuela, chepica, entre otras.

Particularmente complejo es el control de los numerosos tubérculos de chufa, los que poseen una engrosada cubierta que impide el intercambio gaseoso. La chufa amarilla (C.esculentus) es la más abundante en Chile.

La estrategia de manejo más común se basa en el uso de herbicidas no selectivos como glifosato o paraquatentre las hileras a lo largo de los sectores a fumigar. Se ha demostrado que el uso de pebulato, en combinación con C-17 o C-33, aumenta el control de malezas.

Existen otros herbicidas aplicados al suelo, como metolacloro y napropamida recomendados en tomates, que han sido probados junto con C-17 o C-33, dando resultados aceptables de control de malezas perennes.

Un reemplazante potencial de BrMe es 1,3-D en mezcla con CP (Telone) producto que está disponible en mezclas que contienen 17 o 33% de cloropicrina (C-17 o C-33).

Productos químicos disponibles y estrategias de control

EXPERIENCIAS NACIONALES

Durante los meses de julio a diciembre de 2004 se realizaron cinco ensayos en condiciones semicontroladas (invernadero) en el INIA-La Platina, con el objeto de determinar el efecto de varios productos alternativos al BrMe sobre propágulosde malezas perennes, como chufa amarilla, maicillo y pasto bermuda, y también sobre especies anuales (malva, malvilla, rábano, entre otras), todas típicas del banco de semillas de malezas de suelos del sector productor hortofrutícola del valle central de Chile.

En bolsas plásticas con 1/3 de guano de establo, 1/3 de tierra de hoja y 1/3 de suelo de textura franca arcillosa (serieMapocho), se plantaron trozos seleccionados de propágulosde

pasto bermuda (estolones y rizomas), chufa amarilla (bulbos aéreos y tubérculos brotados) y

maicillo (rizomas).

1. Bromuro de metilo - 68 g 1,5 m-32. N-metil ditiocarbamato de sodio anhidro 42% Metam Sodio 100 cc m-23. N-metil ditiocarbamato de sodio anhidro 42% Metam sodio 120 cc m-24. 79% 1,3 Dicloropropeno + 46% Cloropicrina Agrocelhone 400 L ha-15. 79% 1,3 Dicloropropeno + 46% Cloropicrina Agrocelhone 500 L ha-16. 40% 1,3 Dicloropropeno + 60% Cloropicrina Triform 1,0 kg + 2,0 kg7. 65% 1,3 Dicloropropeno + 35% Cloropicrina Triform 1,8 kg + 1,2 kg8. Testigo (sin biocida)

Tratamientos de desinfección de suelos para controlar propágulos de malezas perennes:

pasto bermuda (estolones y rizomas), chufa amarilla (bulbos aéreos y tubérculos brotados) y

maicillo (rizomas) semillas de malezas anuales

Nombre técnico Nombre Comercial Dosis

Foto 1. Aplicación de tratamientos sobre suelo en bolsas plásticas (A) y sellado final de las bolsas, por 14 días a la intemperie (B)

Luego de sembrar y realizar los tratamientos para cada una de las especies, las bolsas fueron mantenidas selladas y a la intemperie por 14 días para posteriormente ser llevadas a un invernadero (Fotos 1 y 2).

Materia seca de maicillo (A), chufa (B), pasto bermuda (C) y total de malezas (D) perennes y anuales, expresadas como porcentaje de los tratamientos testigos sin control

Materia Seca de malezas anuales exclusivamente expresada como porcentaje del tratamiento testigo sin biocida en cada uno de los tratamientos de desinfección de suelo.

10,1TOTAL gramíneas

0,8Lolium multiflorumBallica3,1Hordeum spp.Cebadilla6,2Bromus spp.Bromo

89,9TOTAL Latifoliadas0,6Lactuca serriolaLechuguilla1,2BrassicaYuyo0,3Stellaria mediaQuilloi Quilloi0,8Polygonum aviculareSanguinaria1,7Datura spp.Chamico3,0Urtica urensOrtiga7,0Chenopodium spp.Quinhuilla

29,7Malva nicaensisMalva45,5Anoda cristataMalvilla

Población malezasBotánicoComún

%Nombre maleza anual

Los tratamientos basados en 1,3-D + CP controlan efectivamente las especies perennes maicillo, chufa amarilla, así como también varias especies anuales

latifoliadas.

En promedio, sin embargo, los mayores niveles de inhibición fue siempre producido por las aplicaciones de Bromuro de

metilo.

La especie perenne pasto bermuda y la anual malvilla presentaron los grados más altos de tolerancia a los nuevos

biocidas, sugiriendo que en el campo van a presentar también un menor grado de control con los tratamientos de

desinfección evaluados.

El control se podría aumentar utilizando mayores dosis de las mezclas 1,3-D + CP.

CONCLUSIONES